模塊化UPS電源構(gòu)成及優(yōu)缺點，你了解嗎?

來源：存能電氣  日期：2019-01-16 13:36  瀏覽量：次

　　模塊化UPS電源構(gòu)成及優(yōu)缺點，你了解嗎?模塊化UPS電源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極具彈性，功率模塊的設(shè)計概念是在系統(tǒng)運行時可隨意移除和安裝而不影響系統(tǒng)的運行及輸出，使投資規(guī)劃實現(xiàn)“隨需擴展”，讓用戶隨業(yè)務(wù)發(fā)展實現(xiàn)“動態(tài)成長”，既滿足了后期設(shè)備的隨需擴展，又降低了初期購置成本。

　　模塊化UPS電源的結(jié)構(gòu)構(gòu)成：

　　模塊化UPS電源是由機架、UPS功率模塊、靜態(tài)開關(guān)模塊、顯示通信模塊以及電池組構(gòu)成。

　　1、功率模塊：包括傳統(tǒng)UPS的整流、充電、逆變以及相關(guān)控制電路等部分組成。

　　2、靜態(tài)開關(guān)模塊：UPS處于過載時的共用供電通道，是由雙向可控硅和控制電路組成。

　　3、顯示通信模塊：作為人機對話和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的平臺。

　　模塊化UPS電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析：

　　整流器：整流器是一個整流裝置，簡單的說就是將交流（AC）轉(zhuǎn)化為直流（DC）的裝置。它有兩個主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經(jīng)濾波后供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時又起到一個充電器的作用；

　　逆變器：通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成；

　　蓄電池：蓄電池是模塊化UPS用來作為儲存電能的裝置，它由若干個電池串聯(lián)而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間。其主要功能是：1、市電正常時，將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存在電池內(nèi)部。2、市電故障時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負載；

　　靜態(tài)開關(guān)：靜態(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān)，它是一種無觸點開關(guān)，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān)，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機型兩種。轉(zhuǎn)換型開關(guān)主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實現(xiàn)從一路到另一路的自動切換；并機型開關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺逆變器。

　　模塊化UPS中的蓄電池在市電正常供電時處于充電狀態(tài)。一旦市電中斷，蓄電池立即將儲存的直流電輸出給逆變器逆變成交流電供給計算機設(shè)備，保持對計算機設(shè)備供電的連續(xù)性。一般情況下，中小功率后備式模塊化UPS靠蓄電池維持供電的時間在10～30min左右。

　　模塊化UPS電源優(yōu)點：

　　⒈“模塊化冗余并聯(lián)”技術(shù)避免了資源浪費

　　在行業(yè)用戶的信息網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)建設(shè)中，經(jīng)常會對高端UPS的容量產(chǎn)生錯誤的、或是過低或是過高的預(yù)計，其結(jié)果可能會導(dǎo)致采購成本過高、無法滿足負載需要或造成資源、空間及能源浪費等情況。模塊化UPS電源通過可擴充的模塊結(jié)構(gòu)有效解決了這一問題，它可以幫助用戶在未來發(fā)展不明確的情況下分階段進行建設(shè)和投資。

　　⒉高安全、易維護的熱插拔技術(shù)突破了應(yīng)用瓶頸

　　傳統(tǒng)高端UPS在日常維護、設(shè)備維護期間均需要采取轉(zhuǎn)旁路的方式，而負載在這種情況下是不受UPS保護的。因此，如果此時發(fā)生電源中斷、過載等故障，將會造成嚴重的損失，并且其維修過程相對繁瑣，不利時效。模塊化UPS系統(tǒng)中采用的熱插拔技術(shù)可以允許單體模塊在不需停電的前提下任意進入或退出并聯(lián)單元，從而實現(xiàn)了并聯(lián)系統(tǒng)的在線維護，同時無需專門的儀器或技術(shù)即可進行。

　　⒊電源相位多制技術(shù)降低了采購和管理成本

　　統(tǒng)高端UPS的電源輸入與輸出相位是固定的，因此用戶在進行供電系統(tǒng)建設(shè)時，經(jīng)常會為了顧全不同的相位及容量而增加UPS的數(shù)量。在模塊UPS電源系統(tǒng)下，則可以采用電源相位多制技術(shù)來改變過往單一性造成的制約，用戶無需再考慮如何采購不同相位或容量的UPS產(chǎn)品來適應(yīng)系統(tǒng)的需要。

　　模塊化UPS缺點：

　　普及應(yīng)用還需突破價格關(guān)，模塊化UPS由于要便于單體更換操作，模塊的體積重量都較小。

　　模塊化UPS發(fā)展的難點主要集中在功率密度的提高和并聯(lián)數(shù)量的增加及降低價格三個方面。受到體積的限制，在UPS模塊功率加大的情況下，散熱就成了大問題。為了能達到安全工作的目的，模塊化UPS不但采用原有的被動式散熱、主動式散熱、軸流式散熱和風道導(dǎo)流式散熱技術(shù)，還引入了熱管式散熱。

　　在實際應(yīng)用中，所有UPS的輸出阻抗不可能一樣，加之各逆變器的輸出電壓和市電電壓鎖相都具有正負誤差，則各個模塊化UPS電源的電壓既有相位差又有幅值差，這些都限制了并聯(lián)臺數(shù)的增加，進而限制了整機功率的提高。

　　未來展望：未來，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對UPS系統(tǒng)需求的不斷提高。像貿(mào)易的交流催生了集裝箱技術(shù)，集裝箱技術(shù)引發(fā)了全球運輸業(yè)革命性的變革一樣，模塊化UPS電源必將引起不間斷電源新的革命，進而成為未來UPS系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。

　　總的來說，模塊化UPS電源安裝簡單，擴容方便，節(jié)約投資；并聯(lián)冗余，運行穩(wěn)定，可靠性高；維修方便，在線處理，可用性高。模塊化UPS是數(shù)據(jù)中心不可缺少的一部分。